检索结果-内蒙古大学图书馆

物理学报 2023年第8期72卷 104-110页

作者：俎红叶程维军王亚男王晓涛李珂戴巍中国科学院理化技术研究所低温工程学重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100049

极低温(<1 K)环境对于凝聚态物理、天文观测和量子计算等前沿领域具有重要意义,其中稀释制冷是应用最广泛的极低温制冷技术.针对小冷量应用的冷凝泵型稀释制冷机利用冷凝泵实现3He的低温循环,无需复杂的机械泵组和连接气路,具有结构... 详细信息

极低温(<1 K)环境对于凝聚态物理、天文观测和量子计算等前沿领域具有重要意义,其中稀释制冷是应用最广泛的极低温制冷技术.针对小冷量应用的冷凝泵型稀释制冷机利用冷凝泵实现3He的低温循环,无需复杂的机械泵组和连接气路,具有结构紧凑、操作便利、成本低等优势,从而成为新的研究热点.本文围绕冷凝泵型稀释制冷机,介绍了其制冷原理和系统架构,设计并搭建了预冷系统、稀释低温系统和测量系统,并对整机进行了实验研究.辅助多测温点测量系统,通过多次实验总结了稀释低温循环过程,由吸附制冷机预冷、稀释循环启动和稀释制冷三个阶段组成,并且分析了系统启动和运行特性.经过测试,实验最低温度可达108 mK.该制冷机可以很方便地拓展低温平台的制冷温区,为凝聚态物理、材料、医学研究等前沿领域提供重要支撑.

关键词：极低温稀释制冷冷凝泵型稀释制冷机低温循环

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多个地震台网相互融合测定震级的贝叶斯算法

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地球物理学报 2022年第6期65卷 2167-2178页

作者：司政亚庄建仓蒋长胜中国地震局地球物理研究所北京100081 北京市地震局北京100080 日本统计数理研究所东京106-8569

流动地震台网由于台站台基响应、震级测定方法和操作方式等多种因素的影响,测定震级与区域内的固定地震台网震级测量结果存在差异,从而使其记录到的而标准台网没有记录到的大量局域小地震不能直接补充到标准目录中.即使流动地震台网的... 详细信息

流动地震台网由于台站台基响应、震级测定方法和操作方式等多种因素的影响,测定震级与区域内的固定地震台网震级测量结果存在差异,从而使其记录到的而标准台网没有记录到的大量局域小地震不能直接补充到标准目录中.即使流动地震台网的震级测定公式中的量规函数经过校正,两者在具体地震事件的震级测定上的差异仍不可避免,因此急需解决这一普遍性问题的快速计算方法.本文先假定震级的观测值服从正态分布,其中对固定台网而言,测定震级的平均值为未知的真实震级,对流动台网而言,测定震级的平均值为真实震级的一个线性函数,然后基于贝叶斯原理,推导得出了不同台网观测震级的后验概率密度函数.应用于实际观测资料时,可用最大似然估计来获得该算法中的矫正参数,并计算后验的地震震级,即矫正震级.我们将该算法实际应用于西昌流动地震台网(XC)与中国地震台网(CN)的震级融合问题中.基于矫正震级与原始测定震级的对比研究表明,矫正震级与固定地震台网原始测定震级之间存在一定偏离度的线性对应分布,而西昌流动地震台网测定震级相比矫正震级整体偏小.本文所提出的多台网震级融合的贝叶斯算法为流动台网测定的不精确震级提供了一种震级矫正的快速算法,考虑固定台网与流动台网测定震级的一致性,固定台网测定震级的稳定性和准确性也得到同步提高.

关键词：流动地震台网震级标度震级矫正贝叶斯算法

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智能网联汽车的车载网络攻防技术研究进展

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软件学报 2025年第1期36卷 341-370页

作者：陈博言沈晴霓张晓磊张鑫李聪吴中海北京大学软件与微电子学院北京102600 软件工程国家工程研究中心(北京大学) 北京100871 北京大学计算机学院北京100871 高可信软件技术教育部重点实验室(北京大学) 北京100871

随着人工智能和5G技术在汽车行业的应用,智能网联汽车应运而生,它是一种由众多来自不同供应商的电子控制单元(ECU)组成的复杂分布式异构系统,通过以CAN为代表的车载网络协议交互协同控制各ECU.然而,攻击者可能通过各种接口攻击智能网联... 详细信息

随着人工智能和5G技术在汽车行业的应用,智能网联汽车应运而生,它是一种由众多来自不同供应商的电子控制单元(ECU)组成的复杂分布式异构系统,通过以CAN为代表的车载网络协议交互协同控制各ECU.然而,攻击者可能通过各种接口攻击智能网联汽车,渗透到车载网络,再攻击车载网络及其各组成部分如ECU.因此,智能网联汽车的车载网络安全成为近些年车辆安全研究的焦点之一.在介绍智能网联汽车整体结构、ECU、CAN总线和车载诊断协议等基础之上,首先总结了目前车载网络协议的逆向工程技术进展,逆向工程的目标是获取汽车行业通常不公开的车载网络协议实现细节,也是实施攻击和防御的前提条件.然后从车载网络攻、防两个角度展开:一方面概括了车载网络攻击向量及主要攻击技术,包括通过物理访问和远程访问方式实施的攻击技术,以及针对ECU和CAN总线实施的攻击技术;另一方面,讨论了车载网络现有的防御技术,包括基于特征工程和机器学习方法的车载网络入侵检测和基于密码学方法的车载网络协议安全增强技术.最后展望了未来的研究方向.

关键词：智能网联汽车车载网络逆向工程入侵检测协议安全增强

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物理驱动深度学习波动数值模拟方法及应用

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力学学报 2023年第1期55卷 272-282页

作者：陈苏丁毅孙浩赵密王进廷李小军北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室北京100124 中国人民大学高瓴人工智能学院北京100872 清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室北京100084 中国地震局地球物理研究所北京100081

近年来,物理先验融合数据的深度学习方法求解以偏微分方程为理论基础的正反演问题已成为交叉学科热点.针对地震工程波动数值模拟,本文阐明了物理驱动深度学习方法PINN的数学概念及实现方式,以无源项一维波动为例,开展了相关理论模型构建... 详细信息

近年来,物理先验融合数据的深度学习方法求解以偏微分方程为理论基础的正反演问题已成为交叉学科热点.针对地震工程波动数值模拟,本文阐明了物理驱动深度学习方法PINN的数学概念及实现方式,以无源项一维波动为例,开展了相关理论模型构建,并与解析解及有限差分方法进行对比,分析了PINN方法与其他数值算法模拟波场的相对范数误差,验证了物理驱动深度学习方法求解波动问题的可行性.采用物理驱动深度学习方法并结合谱元法形成的稀疏初始波场数据,开展了二维波动数值模拟,实现了自由边界条件及起伏地表等典型工况的模拟,并给出了时序波场分布特性.更换不同的初始条件,测试了神经网络的泛化精度,提出可显著提高网络训练效率的迁移学习方法.通过与谱元法的结果对比,验证了本文方法模拟均质场地、空间不均匀及复杂地形场地波动问题的可靠性.结果表明,物理驱动深度学习方法具备无网格、精细化模拟等优势,并可实现自由地表及侧边界波场透射等数值模拟条件.

关键词：物理信息深度学习神经网络波动数值模拟内源波动边界条件

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EJ299-33A闪烁体光输出及其应用研究

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核技术 2022年第2期45卷 53-59页

作者：王德鑫张苏雅拉吐胡新荣任杰红兰王金成宋娜王宏伟黄美容唐鑫立立白嘎拉牛丹丹内蒙古民族大学数理学院通辽028000 内蒙古民族大学核物理研究所通辽028000 中国科学院上海应用物理研究所上海201800 中国原子能科学研究院核数据重点实验室北京102413 呼伦贝尔学院物理与电子信息学院海拉尔021008 沈阳师范大学物理科学与技术学院沈阳110034

闪烁体探测器的光输出影响其探测效率、探测阈值,决定着其应用范围和前景。EJ299-33A是一款具有脉冲形状甄别(Pulse Shape Discrimination,PSD)功能的塑料闪烁体,可用于核物理与核技术实验中进行中子、γ射线及带电粒子混合场的粒子鉴... 详细信息

闪烁体探测器的光输出影响其探测效率、探测阈值,决定着其应用范围和前景。EJ299-33A是一款具有脉冲形状甄别(Pulse Shape Discrimination,PSD)功能的塑料闪烁体,可用于核物理与核技术实验中进行中子、γ射线及带电粒子混合场的粒子鉴别和测量。利用^(137)Cs、^(60)Co标准γ射线放射源实验测量了EJ299-33A型探测器光输出谱,并利用蒙特卡罗模拟程序Geant4进行了理论模拟。通过对比实验与模拟光输出谱,可精确地确定康普顿边沿的位置,得到探测器电子能量刻度函数,并进一步研究了探测器有效中子探测阈。在此基础上,用Geant4模拟计算了200 keV~3 MeV区间的15个不同能量点的EJ299-33A探测器γ光输出谱,结合空气吸收剂量理论值获得了能谱-剂量转换函数G(E)。

关键词： EJ299-33A 光输出能量刻度中子探测阈能谱-剂量转换函数

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铅铋环境绕丝燃料棒湍流振动响应分析

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应用数学和力学 2025年

作者：张珂王远岑黄茜刘建张毅雄余晓菲齐欢欢中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术重点实验室中国工程物理研究院总体工程研究所

液态金属铅铋的密度与粘度均远大于水，在反应堆中引起的燃料组件流致振动及磨损问题不可忽视。本文采用计算流体力学与有限元结构动力分析相结合的流固耦合分析方式，利用空间周期性与时间周期性，提出了绕丝燃料棒湍流振动响应的快速... 详细信息

液态金属铅铋的密度与粘度均远大于水，在反应堆中引起的燃料组件流致振动及磨损问题不可忽视。本文采用计算流体力学与有限元结构动力分析相结合的流固耦合分析方式，利用空间周期性与时间周期性，提出了绕丝燃料棒湍流振动响应的快速分析方法。利用绕丝燃料棒的空间周期结构建立单跨流场模型，基于CFD分析获得了铅铋环境流体激励载荷；利用湍流激励力功率谱密度的频域信息，开发等效时程扩展技术获得用于振动分析的长时程载荷；考虑绕丝燃料棒间的非线性接触碰撞建立有限元分析模型开展振动响应分析。结果表明，轴向流动的液态铅铋会引起绕丝燃料棒的湍流抖振，最大振幅约为6.18μm，满足工程设计要求。

关键词：绕丝燃料棒流致振动湍流抖振铅铋环境

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太极计划星间激光通信测距的伪随机码选取

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中国光学(中英文) 2025年第3期18卷 547-556页

作者：陈沛权邓汝杰张艺斌李磐齐克奇刘河山罗子人国科大杭州高等研究院基础物理与数学科学学院浙江杭州310024 中国科学院力学研究所微重力重点实验室北京100190 中国科学院国家空间科学中心北京100190 中国科学院大学北京100049

太极计划拟通过扩频通信技术,在干涉链路的基础上,实现星间的激光通信和绝对距离测量。伪随机码的选取是实现通信测距系统的第一步,需对不同的伪随机码的实现原理、相关性、测距误差函数等进行对比分析。本文首先介绍了m序列、Gold序列... 详细信息

太极计划拟通过扩频通信技术,在干涉链路的基础上,实现星间的激光通信和绝对距离测量。伪随机码的选取是实现通信测距系统的第一步,需对不同的伪随机码的实现原理、相关性、测距误差函数等进行对比分析。本文首先介绍了m序列、Gold序列与Weil序列的生成原理,并采用不同的硬件结构和方法生成相应的伪随机序列,采用GPS的C/A码作为Gold序列与Weil序列进行比较分析选取。在FPGA开发平台实现用于生成Gold序列和Weil序列的硬件电路,并分析不同硬件实现方法的优劣与资源消耗情况。然后,分别计算Gold序列与Weil序列的相关值及其均方根误差,比较Gold序列与Weil序列的伪随机噪声性能。最后,基于测距原理和激光干涉后的码间串扰现象,构建用于测距的误差函数,与理想的误差函数作对比,分析用不同伪随机码测距的优势和劣势。数据表明:Weil序列相关值的旁瓣值范围为-60.27 dB至-24.01 dB、自相关rms为0.303、互相关rms为0.307,指标均优于Gold序列,消耗的硬件资源为Gold序列的30%,误差函数的偏差值更小。Weil序列更适合于太极计划的星间通信测距需求。

关键词：空间引力波探测伪随机码激光测距扩频通信

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碳载金属单原子催化剂的电合成氨进展

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Chinese Journal of Catalysis 2024年第5期60卷 42-67页

作者：李沐霖谢一萌宋静婷杨级董金超李剑锋厦门大学能源学院化学化工学院物理科学与技术学院固体表面物理化学国家重点实验室能源材料化学协同创新中心福建厦门361005 福建能源材料科学与技术创新实验室(嘉庚创新实验室) 福建厦门361005

氨不仅是生产农业肥料和医药分子的关键原料,同时因其具备高能量密度和零碳排放的特性,也被视为极具潜力的能源载体.鉴于当前对环保和可持续发展的迫切需求,实现氨分子的绿色合成已成为重要任务.其中,利用可再生能源驱动的电化学合成氨... 详细信息

氨不仅是生产农业肥料和医药分子的关键原料,同时因其具备高能量密度和零碳排放的特性,也被视为极具潜力的能源载体.鉴于当前对环保和可持续发展的迫切需求,实现氨分子的绿色合成已成为重要任务.其中,利用可再生能源驱动的电化学合成氨技术,因其对环境友好和高效性,被视为替代传统哈伯-博世工艺的绿色路径,具有广阔的应用前景.在电化学催化合成氨的研究中,单原子催化剂(SAC)因其独特的性质而备受关注.SAC的孤立金属中心不仅提高了金属原子的利用率,而且有效抑制了氮-氮偶联反应,从而显著提升了催化合成氨的效率,成为当前的研究热点.本文综述了SAC电催化合成氨领域的最新研究进展,旨在为科研工作者提供基础的理论和实验参考.系统总结了不同氮源(包括氮气、硝酸根、亚硝酸根及一氧化氮)合成氨的研究进展,并深入探讨了催化剂的理论和实验设计、催化活性中心的种类及其催化活性,以及真实反应过程中的催化动态行为.首先,介绍了自然和人工固氮系统中的氮循环路径.自然固氮系统展示了氮气、氮氧化物、氨的循环路径,为不同氮物种合成氨方法提供了可借鉴的思路;而人工氮循环则阐述了社会发展、工业生产对自然循环氮平衡的破坏,凸显了电化学人工固氮的必要性.随后,基于理论模拟方法,在原子和分子尺度上总结了不同氮物种在催化剂表面的反应过程.例如,在氮气合成氨过程中探讨了涉及的解离路径、交替缔合及远端缔合路径等.本文详细阐述了催化活性结构的理论筛选方法的重要性,并介绍了如何通过结构稳定性评估、反应物种的吸附活性以及催化活性及选择性的综合考量,来确定最佳的催化活性中心种类及微观结构.随后,总结了科研人员基于理论筛选结果,采用热解策略制备碳载金属SAC的研究进展.这些策略包括,碳基底与金属络合物的混合热解策略、金属有机框架衍生策略、金属辅助小分子热解策略、吸附活性策略及模板牺牲辅助策略等.同时,系统地总结了不同SAC对四种氮前驱体还原反应的催化活性.此外,深入地讨论了催化活性中心如Cu和Fe单原子在合成氨反应过程中的结构动态演化行为,强调了非原位结构可能仅是单原子前驱体,而反应过程中演变结构才是真实催化活性中心.这对于深入理解SAC电催化合成氨的机理和提高催化效率有一定的借鉴意义.最后,本文简要探讨了单原子催化剂在合成氨领域所面临的挑战及发展机遇.主要包括(1)发展更为精准的理论预测方法,实现从静态计算向动态模拟的转变,以更准确地预测和解析催化剂在实际反应中的行为机制;(2)积极发展多原子协同位点,从金属单原子到双甚至三原子团簇,利用多原子间的协同作用提升催化效率;(3)发展可替代氨合成路径,如低温等离子体耦合电化学合成氨技术,以推动氨合成技术的绿色化和高效化;(4)结合动态谱学技术的发展及应用,通过在原位甚至工况条件下的探究,深入解析动态反应过程,为催化剂的进一步优化提供科学依据.通过发展更为精准的理论预测方法、多原子协同位点、可替代氨合成路径以及结合动态谱学技术的进步,我们有望推动单原子催化剂在合成氨领域的应用取得更大突破.

关键词：合成氨氮转化反应电化学还原单原子催化剂氮气氮氧化物

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带有大输出时滞的ODE–热方程级联系统的观测器设计

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控制理论与应用 2023年第8期40卷 1417-1425页

作者：张静康文北京科技大学自动化学院北京100083 北京理工大学数学与统计学院北京100081 北京理工大学信息安全的数学理论与计算机工业和信息化部重点实验室北京102488

为了估计系统的状态并补偿输出时滞,本文提出一种新颖的观测器设计方法应用在常微分方程(ODE)-热方程级联系统中.不同于传统观测器的设计方法,该方法的核心思想是将大时滞划分为若干段小时滞,再设计一串级联的子观测器逐步地估计系统的... 详细信息

为了估计系统的状态并补偿输出时滞,本文提出一种新颖的观测器设计方法应用在常微分方程(ODE)-热方程级联系统中.不同于传统观测器的设计方法,该方法的核心思想是将大时滞划分为若干段小时滞,再设计一串级联的子观测器逐步地估计系统的状态.这种方法的优势在于对于大时滞仍有效.本文通过backstepping-like方法实现了原系统与目标系统的等价变换,结合Lyapunov-Krasovskii方法和线性矩阵不等式理论,得到了误差系统指数稳定的结果.最后,通过仿真实例验证了级联观测器的有效性.

关键词：偏微分方程与常微分方程(PDE-ODE)级联系统级联观测器稳定性 backstepping-like方法

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基于瞬发伽马谱学的元素重建算法

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中国无机分析化学 2024年第6期14卷 842-856页

作者：汪金龙吴晓光杨立旺赵子豪郑云李聪博李天晓郑敏中国原子能科学研究院核物理研究所北京102413

质子治疗中的瞬发伽马射线是质子和靶标之间核反应的产物,瞬发伽马射线的特征能量和强度可以用来确定靶中元素的种类和数量,在之前的实验中已经证明,无论反应截面多么复杂,一旦确定了被照射元素和入射质子的能量,元素浓度与伽马射线光... 详细信息

质子治疗中的瞬发伽马射线是质子和靶标之间核反应的产物,瞬发伽马射线的特征能量和强度可以用来确定靶中元素的种类和数量,在之前的实验中已经证明,无论反应截面多么复杂,一旦确定了被照射元素和入射质子的能量,元素浓度与伽马射线光子数之间就存在一定的线性关系。然而,这种线性关系很难应用于医学成像,而且氢的非线性行为迄今尚未研究。将这种线性关系推广到包括氢等非线性情况的混合元素材料,并提出了一种通用的数学形式,即基于瞬发伽马谱学的重建算法(PGSRA)。PGSRA的基本假设是样品材料的PGS与元素的每摩尔伽马射线有某种关系。对于碳和氧,这种关系是线性的,而对于氢,这种关系是非线性的。由于2.23 MeV的伽马线来源于中子吸收辐射,研究氢非线性行为,利用蒙特卡罗模拟验证碳、氧和氢的不同组合,如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、戊二醇和乙醇二醇的线性和非线性关系。所有样品材料的碳、氧相对误差均小于4%。基于氢的非线性特性,其相对误差约为10%。此外,样品密度的相对误差对所有样品材料都小于3.5%。开发的PGSRA法可能是PGS和医学成像之间的第一座桥梁。

关键词：质子治疗瞬发伽马谱学蒙特卡罗 FLUKA 中子吸收

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